전력과 에너지 흐름을 유지시키는 ‘CompactPCI’
현재 전력 시스템이 심오한 변화를 겪고 있다. 새로운 시장에서 갑자기 늘어난 전력 소비, 전력 시장의 자유주의화로 증가한 네트워크 관련 생산자, 새로운 온실가스 배출 목표로 인해 통합된 단속 신재생 에너지 발전 전원 등이 그 이유라고 할 수 있다. 이와 함께 전력 시스템은 품질과 서비스의 엄격한 기준을 만족해야 하고 수요와 공급 사이의 균형을 유지해야 함은 물론 모든 등급에서 안전과 보안이 유지되어야 한다.
진보된 스마트 그리드 장비는 전기 전송에 있어 기존의 송전로를 통한 최대 전력 송달을 가능하게 하며 정밀한 전력 컨트롤을 갖춘 그리드의 안정성을 촉진한다. 예를 들어 HVDC(High-Voltage Direct Current)의 경우, 많은 양의 전력을 장거리 간 이동을 위한 기술로 진화됐으며, 이로 인해 동일한 AC 시스템과 비교했을 때 매우 향상된 효율을 얻을 수 있었다.
HVDC 전송은 시스템의 안정성을 도모하고 운영자로 하여금 더 쉬운 전력 조류 제어를 가능하게 함에 따라 전기의 유입과 유출에 이용된다. 재해와 같은 정전이 일어나는 횟수를 줄이면서, 특히, 전력 네트워크와 같은 에너지 생산 및 송배전의 신뢰성과 보안성을 더 개선하기 위한 다양한 범위의 모니터링 시스템을 기대할 수 있다. 또한, 데이터 수집과 통신 수준에서 Supervisory Control과 데이터 어큐지션 시스템(SCADA)이 실시간 그리드 상태를 분석함으로써 빠른 전력 조정을 위한 데이터를 제공한다.
지금의 제어 시스템은 변전소에서 확대된 자동 제어 기능과 모니터링을 제공하며 중앙 제어실과 변전소 사이에서 이루어지는 높은 대역폭의 전송을 위해 가끔 광섬유 통신을 이용하기도 한다. 예를 들어 모듈식 회로 차단기 감시 시스템은 변전소 내 개폐 장치실의 운영과 관련된 모든 측량하는 것을 촉진하기 위해 고안되었다.
모든 Bay 데이터가 TCP/IP를 이용한 섬유 케이블을 통해 송달되지만, 국소 제어실의 감시 장비는 변환기와 다른 신호원 가까이에 위치한다. 이 모든 것들은 합쳐져 배선을 간결하게 하고 대부분의 변전소와 외부 네트워크 사이의 연결에 있어 매우 융통성 있는 인터페이스를 제공하게 된다.
전력 변전소 감시 핵심기술 ‘CompactPCI’
CompactPCI 기반의 산업용 컴퓨터 시스템과 데이터 획득 카드는 변전소 감시에 필요한 데이터의 획득과 저장 설비를 제공할 수 있다. 다양한 변환기들이 획득 카드에 데이터를 제공하는 신호 조절 모듈에 전력을 제공한다. 성능이 한계에 미치면 모듈은 알람을 울린다. 잡음을 극복하고 그룹 루프 제거를 위해 방사선, 섬유 광 통신 시스템은 제어실의 중앙 데이터 서버로 각각의 베이를 통해 연결된다.
이러한 서버는 감시 시스템 데이터와 더불어 알람의 시각적 형상을 전형적으로 제공하며 LAN, WAN 혹은 모뎀을 통한 원격 접근을 가능하게 하고, 이에 따라 변전소의 전체 성능을 평가하게 한다. 또한, 섬유 통신은 사람이 없는 전력 변전소에서 전통적인 SCADA 적용 감시 데이터 및 알람 기능과 더불어 감시 및 제어 기능의 향상을 목적으로 설치될 고해상 비디오 감시 카메라 수의 증가를 가능하게 한다.
지난 수십 년간 전력과 에너지 적분기들은 전력 변전소의 감시를 위해 다양한 내장 기술들을 이용한 다부진 전기 시스템을 적용해 왔으며, 이들 중 일부에서는 그 핵심 기술로 CompactPCI을 이용했다.
CompactPCI는 견고한 3U 혹은 6U 유로카드 패키징 내 표준 PCI의 전기적 사양에 기반을 둔 매우 고성능의 산업용 버스로 동종 데스크톱과는 달리 IEC 및 Bellcore 기준에 맞는 고품질의 2mm 메트릭 핀과 소켓 연결기를 이용한다.
CompactPCI 보드가 섀시의 앞부분으로부터 삽입되기 때문에 I/O는 전면 패널로부터 발생할 수 있으며, 이에 따라 변전소 환경에서의 설치와 배선에 용이하며 이상적인 유지 요건을 가진다. Compact PCI는 8개 슬롯을 지원함으로써 필요에 따라 부가될 수 있는 추가적 작업 혹은 I/O를 가능하게 한다.
3세대 인텔 코어 기술 ‘MIC3395/3325’
MIC-3395는 3세대 인텔 코어 기술을 기반으로 한 블레이드 CompactPCI로, 최대 8GB ECC를 지원하며 SO- UDIMM 모듈과 보드 DDR3에 최대 4GB의 메모리 용량을 하나의 4HP 슬롯으로 제공한다. 또한, I/O 확장은 대용량 저장 장치가 8GB 내장 플래시 플러스 옵션으로 CompactFlash 및 RTM 기반 SAS 저장 옵션, 온보드 2.5인치 SATA-III를 지원한다.
MIC-3325는 인텔 아톰 프로세서 D525/N455와 ICH8M 두 개의 칩 플랫폼을 기반으로 한 3U CompactPCI 듀얼/싱글 코어 프로세서 블레이드이다. 이 제품은 2개의 코어와 4개의 프로세싱 파워 스레드를 통해 고성능과 저비용을 제공하며, 통합 I/O 및 통합 그래픽 프로세싱 유닛, 통합 메모리 컨트롤러 등을 포함한 인텔 칩셋을 통해 완벽한 I/O 활용을 특징으로 한다.
저전력 인텔 아톰 프로세서는 더욱 광범위한 온도에서 작동할 수 있게 한다. 온보더 CPU와 메모리는 MIC-3325와 같은 소켓 장치와 보다 더 적은 무게 및 높은 충격과 진동에도 저항할 수 있도록 하여 중요한 데이터 수집 및 국방, 교통, 측정, 테스트뿐만 아니라 확장 I/O 지원을 제공해주는 PCH로서 인텔 ICH8M을 제공한다. 또한, 통합 기가바이트 이더넷 컨트롤러는 다양한 속도에서 작동하며 양방향과 반양방향 모드를 지원한다.
*자료 제공 : 어드밴텍
정리 임근난 기자 (fa@hellot.net)
